新旧动能转换综合核心区高水平大学产教融合、协同育人视域下研究生教育改革与实践研究——以烟台大学环境与材料工程学院为例

烟台大学环境与材料工程学院(以下简称学院)深入贯彻党中央对研究生教育开展深化产教融合的要求,先试先行,率先开展政府、企业、高校三方联动培养模式,实现研究生教育与产业对接、教学与工程应用对接,面向胶东半岛产业集群,发挥人才教育优势。经过研究和探索,学院通过专业优化、课程优化、研究方向优化,推进目标导向,开拓应用型高水平大学研究生人才培养教育新模式,实现地方人才需求与高水平大学人才建设并轨双向提升。

环境工程类研究生教育创新型人才培养模式探索与实践

新时期创新动力需求对高层次人才培养提出新的要求,研究生培养模式需要与时俱进,积极应对行业发展和技术变革。本研究以提高服务社会能力为培养宗旨,结合目前研究生培养现状,适时提出校地融合、协同育人研究生培养新模式。从立足德才兼备、专业素养培养拓展广度和深度的育人目标出发,深入挖掘企业育人、项目育人的潜力,将研究生培养与企业成长深入融合,实现研究生培养与行业需求并行、相互促进,探索高水平人才校企融合培养新模式。

土木工程和环境科学与工程学科研究生跨学科培养模式研究

研究生是高层次创新型人才的重要组成部分,打破专业界限、整合不同学科资源,培养跨学科的复合型人才是当前我国高等教育改革发展的主要方向。近年来,土木工程行业为社会经济的发展做出了巨大的贡献。笔者结合国内外研究生跨学科培养的研究现状,借鉴部分高校成熟的经验做法,探索土木工程学科和环境科学与工程学科研究生跨学科培养的模式,指出两个学科研究生在跨学科培养方面存在的问题,并提出对策和建议。

面向产出导向的《环境工程原理》课程建设的研究

《环境工程原理》是烟台大学一门环境科学与工程、环保设备工程专业必修的主要专业核心基础课程。在环境工程领域对三废的治理涉及多个“单元操作”,需要学生综合运用所学数学、物理、化学等基础知识,分析和解决环境工程相关领域涉及的各种物理过程。本课程面向产出导向,对课程的教学成果进行优化和评价,最终使课程内容设置与环保应用密切相关。通过本课程的学习,培养学生工程观念及工程分析计算能力,学以致用,为其日后生产实践打下坚实基础。

氨基修饰g-C_(3)N_(4)材料的制备及其光催化去除U(Ⅵ)

以三聚氰胺为前驱体,焙烧制得g-C_(3)N_(4)。g-C_(3)N_(4)经过与乙二胺水热反应得到氨基修饰的g-C_(3)N_(4)/NH_(2)改性光催化剂。研究g-C_(3)N_(4)/NH_(2)改性光催化剂对废水中U(Ⅵ)的去除能力,并采用XRD、SEM、XPS、FT-IR等技术对改性样品的形貌、结构、光催化去除U(Ⅵ)能力等进行表征。结果表明,在模拟光源下,其中加入30 mL乙二胺的样品表现出最佳性能,可以在15 min将U(Ⅵ)浓度为10 mg·L^(-1)的U(Ⅵ)完全去除,150 min对U(Ⅵ)浓度为50 mg·L^(-1)的U(Ⅵ)去除率达76.5%。经表面修饰的材料表现出对U(Ⅵ)溶液优异的吸附和催化性能的原因是:水热过程使g-C_(3)N_(4)纳米片层剥离,提高了材料的比表面积;成功引入的氨基基团使g-C_(3)N_(4)提高了对U(Ⅵ)的捕获能力,提高了对光生电子的利用率,进而提高了g-C_(3)N_(4)/NH_(2)材料的催化性能。

ABiCl_(0.7)I_(0.3)-ZnFe_(2)O_(4)复合材料的制备及其Cr(Ⅵ)还原

采用水热法成功合成ZnFe_(2)O_(4)材料,利用原位生长法制备一系列ABiCl_(0.7)I_(0.3)-ZnFe_(2)O_(4)复合材料。通过在可见光照射下对Cr(Ⅵ)的光降解效果评估ABiCl_(0.7)I_(0.3)-ZnFe_(2)O_(4)复合材料的光催化性能,结果表明,ABiCl_(0.7)I_(0.3)-ZnFe_(2)O_(4)比ABiCl_(0.7)I_(0.3)(ABiClI)或ZnFe_(2)O_(4)(ZFO)具有增强的光催化活性,其中ABiClI-ZFO-1对Cr(Ⅵ)具有最好的去除效率,在可见光照射30 min后,对Cr(Ⅵ)的去除率达到100%。通过电化学阻抗谱(EIS)和光致发光(PL)对载流子行为的研究表明,固溶体和异质结的协同作用共同促进了光生电子(e-)和空穴(h+)的高效分离和转移,从而产生更高的光催化活性。

一步法制备氮化碳复合材料及其光催化降解有机污染物性能

光催化技术是解决能源短缺和治理环境污染最有前途的技术。氮化碳作为一种新型绿色无污染半导体材料备受青睐。纯氮化碳量子效率低,易产生光生载流子复合现象,在可见光照射下的光催化性能受到限制,可采用贵金属修饰、离子掺杂及异质结构建等对其进行改性。以三聚氰胺、碘化钾、五水合硝酸铋为原料,高温520℃焙烧三聚氰胺制备石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4)),通过一步共沉淀法使BiOI在生成的过程中原位生长在g-C_(3)N_(4)上,制备n-n型g-C_(3)N_(4)/BiOI异质结光催化剂。异质结相界面的出现增加了光生载流子的分离效率,比普通石墨相氮化碳具有更好的光催化性能。降解模拟污染物甲基橙(MO)、亚甲基蓝(MB)、罗丹明B(RhB)结果表明,当n(g-C_(3)N_(4))∶n(BiOI)=1∶1时,催化剂表现出最好的光催化活性,MO降解率几乎100%,MB降解率98%,RhB降解率80%,降解速率常数分别是纯相g-C_(3)N_(4)的385倍、24.3倍和2.5倍。

双金属催化材料耦合生物电化学系统处理有机废水

采用电沉积合成法制备负载在镍泡沫(NF)上的双金属氧化物Fe_(3)O_(4)/CuO催化材料,将其应用于双室微生物燃料电池(MFC)的阴极,通过电化学去除废水中化学需氧量(COD)、氨氮(NH_(4)^(+)-N)和磷(P)污染物。通过电化学测试分析制备的Fe_(3)O_(4)/CuO-NF催化材料具有明显的氧化还原峰和更低的电荷转移电阻,表现出更高的催化活性。MFC系统运行期间最高输出电压达695 mV,最大输出功率密度达576 mW·m^(-2)。实验结果显示,镍泡沫基双金属催化材料耦合微生物燃料电池系统对COD、NH+4-N和P具有高效的降解性能,去除率分别为92.15%、95.46%和97.77%。研究表明,采用Fe 3 O 4/CuO-NF耦合MFC系统不仅具有良好的产电性能,在有机废水的处理中也表现优异,该方法更加经济、能耗低、效率高,应用前景广阔。

锌有机骨架材料的合成及对水中Pb^(2+)的萃取性能研究

采用溶剂热法,利用5,11,17,23-四叔丁基-25,26,27,28-四羧基杯[4]芳烃、2,2′-联吡啶和六水合硝酸锌反应制备了一种锌的有机骨架材料(Zn-MOF),并对这种材料从溶液pH值、时间以及Pb^(2+)的初始浓度方面研究了其对Pb^(2+)萃取性能的影响。结果表明,在pH值为4~7范围内,Zn-MOF对Pb^(2+)的萃取效率均能达到99%。且能在20 min内对Pb^(2+)萃取达到平衡。随着Pb^(2+)初始浓度增大,Zn-MOF对Pb^(2+)的萃取容量增大,最大萃取量为243.57 mg·g^(-1)。同时,Zn-MOF对Pb^(2+)的萃取符合Langmuir等温模型和准二级动力学模型。

ZnO/Vo-(111)Cu_(2)O/NiF光催化材料协同PMS氧化高效去除盐酸环丙沙星

针对盐酸环丙沙星(CIP-HCl)的难降解性,本实验成功合成了以泡沫镍为基底的光催化异质结ZnO/Vo-(111)Cu_(2)O/NiF,该复合材料具有良好的光响应强度,电化学阻抗较小;通过光照产生的能量激活PMS,使其生成具有强氧化性的活性物质SO_(4)^(·-);利用光催化协同PMS氧化共同参与盐酸环丙沙星的高效降解,在20 min内降解效率高达97.5%。

高温质子交换膜材料的研究进展

高温质子交换膜燃料电池(HT-PEMFC)凭借水管理系统简单、零碳排放和高效率的优势,有望发展成为下一代车用动力系统。然而,HT-PEMFC中的聚苯并咪唑(PBI)膜需借助磷酸传递质子(H^(+)),导致PBI溶胀,机械性能下降;游离的磷酸分子容易发生扩散,毒化催化剂,堵塞电极的多孔介质;且PBI聚合物极易被不完全反应产生的羟基自由基氧化,导致电池稳定性衰减。目前,国内外研究学者提出了不同的解决策略。然而,电池内是一个复杂的电化学体系,先进的膜材料及结构仍有待进一步深入研究。本综述简要介绍了HT-PEMFC中导致膜降解的机理,重点探讨了防止高温质子交换膜磷酸损失、氧化降解和机械降解的最新研究进展。最后,提出了石墨烯等二维材料将发挥巨大的优势,使高温质子交换膜材料的研究向增强型、超薄化方向发展。

地方本科院校环境工程专业应用型人才培养模式探析--以Y大学为例

在明确地方本科院校的基本定位、人才培养目标、环境工程专业的内涵等基础上,结合Y大学环境工程专业的改革尝试,从优化课程体系、强化实践教学、改进教学方法等方面,探讨构建地方本科院校环境工程专业应用型人才培养模式。

烟台门楼水库水环境容量研究

根据烟台市1998年～2003年地表水环境质量监测数据,评价了门楼水库的水环境质量现状,从其水质变化趋势可知,近年来,门楼水库水质趋于好转。根据烟台市确定的水质保护目标,选用适合于门楼水库水环境特征的水质模型,分别计算COD、BOD、TN、TP的水环境容量。根据2003年门楼水库的水质监测数据,又分别计算了这四个指标的已利用环境容量和剩余环境容量。结合作者对门楼水库的相关研究,提出加强面源污染控制的建议。

高校生活垃圾源头分类行为的调查研究——以烟台大学为例

文章以烟台大学为例,采用问卷调查、实地调研的方法,对高校生活垃圾源头分类行为进行调查分析。结果表明:生活垃圾源头分类在高校虽已被普遍认可但在实际分类中存在"知与行不合一"的现象;高校群体更关注垃圾分类的社会效益而非个人利益,其感知行为障碍主要来源于垃圾设施方面。此外,高校群体环境情感较弱、环境认知仍停留在浅层,对生活垃圾分类的实际推行造成了不便。

高校生活垃圾收集设施优化配置研究——以烟台大学为例

采用分层取样法对烟台大学生活垃圾的类型、数量、容重及垃圾收集设施的容量、分布进行了实地调查,着重分析评价了不同功能区内垃圾收集设施的配置合理性。结果表明,烟台大学不同功能区均存在不同程度的垃圾收集设施容载能力不足、位置分布不合理问题。在此基础上,通过对生活垃圾收集设施的增设和位置优化,提出了烟台大学生活垃圾收集设施的优化配置方案。

烟台市赤潮多发海域主要环境因子的变化趋势

利用2002-2007年5～10月烟台市四十里湾赤潮多发海域的实际监测数据，采用spearman秩相关系数法对海域主要环境因子的变化趋势及与海域赤潮发生的关系进行了分析。分析结果表明，2002-2007年海域水质透明度、盐度、无机氮呈下降趋势，表层水温、磷酸盐、表层DO、pH、叶绿素a及COD呈上升趋势；发生赤潮年份表层水温较高，透明度较低，盐度较低，无机氮与磷酸盐比值（DIN／DIP）发生变化，海水pH偏高，COD升高；赤潮前期DO较高，赤潮间DO降低；叶绿素a与赤潮呈明显的正相关。

汽车尾气对烟台市大气环境的影响研究

介绍了近年来烟台市区汽车保有量的增长,以数学统计方法计算了烟台市汽车尾气中SO2、NOx、PM10的排放量,并在此基础上分析了烟台市汽车尾气的时间、空间分布特征.结果表明:烟台市大气污染物浓度较低,空气质量较好,但比较2008年和2010年的大气监测数据显示,2010年比2008年SO2、NOx、PM10的浓度稍高.

大学生环境意识与垃圾分类行为管理体系构建

以烟台大学为例,采用现场试验及问卷与访谈相结合的方式,对烟台大学学生垃圾分类环境意识与环境行为现状进行调查研究,并将影响环境行为的各环境意识因素根据影响强度排列。结果表明,大学生的环境行为表现较差,但根据环境意识对大学生的环境行为进行有效管理,能够明显改善现状,可以根据环境意识因素对环境行为的影响强弱,构建大学生垃圾分类行为管理体系。

建筑材料与人居环境的关系

综合阐述了建筑材料与人居环境的关系,建筑材料对环境的影响。加强开发、使用新型建筑材料,以减少、改善在建筑材料的生命周期中对人居环境产生的危害,实现可持续发展。